DE10343510A1

DE10343510A1 - Fahrzeugscheinwerfervorrichtung und Verfahren zum Setzen der Position ihrer optischen Achse

Info

Publication number: DE10343510A1
Application number: DE10343510A
Authority: DE
Inventors: Naoki Takii; Masahiro Kusagaya; Atsushi Sugimoto; Junji Baba
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2023-09-20
Also published as: CN100415567C; US20040057243A1; FR2845048A1; KR100530947B1; DE10343510B4; FR2845048B1; GB2394765B; KR20040025830A; CN1490196A; GB0321803D0; US7036964B2; GB2394765A; JP4130345B2; JP2004106769A

Abstract

Eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug enthält eine Links-Rechts-Ablenkvorrichtung zum Ablenken einer optischen Achse der Beleuchtung einer Projektorlampe in einer Links-und-Rechts-Richtung in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel des Fahrzeugs; eine Vertikalablenkvorrichtung für das Anlenken der optischen Achse der Beleuchtung der Projektorlampe 30 in einer Vertikalrichtung; und eine Ablenksteuervorrichtung zum Bewirken des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkvorrichtung zu der Zeit, wenn die optische Achse der Beleuchtung in einem Zustand ist, in dem sie in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkvorrichtung ausgerichtet ist. Die Position der optischen Achse der Projektorlampe wird in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkvorrichtung ausgerichtet, bis die Position der optischen Achse auf einer Referenzwinkelposition durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung gesetzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug, z.B. ein Automobil. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Setzen der Position ihrer optischen Achse, die es ermöglichen, dass die optische Achse des Scheinwerfers auf eine Bezugswinkelposition mit hoher Genauigkeit in einer Scheinwerfervorrichtung gesetzt werden kann, die mit einer Lichtverteilung-Steuereinrichtung zum Ändern der Leuchtrichtung oder des Ausleuchtbereichs des Scheinwerfers in einer folgenden Art und Weise in Übereinstimmung mit den Fahrtzuständen ausgerüstet ist, z.B. einem adaptiven Frontbeleuchtungssystem (nachfolgend AFS = Adaptive Front-Lighting System).

Als AFS, das vorgeschlagen worden ist, die Fahrtsicherheit des Automobils zu verbessern, ist eine Technik bekannt, die in der JP-A-2002-160581 offenbart ist und die von dem vorliegenden Anmelder vorgeschlagen wurde. In diesem AFS werden Informationen, die Fahrtzustände eines Automobils CAR angeben, durch Sensoren 1 detektiert, und ihre Detektionsausgangssignale werden zu einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend ECU = Electronic Control Unit) ausgegeben, wie in dem schematischen bzw. grundlegenden Diagramm in 1 gezeigt ist. Als Sensoren 1 werden z.B. ein Lenksensor 1A zum Detektieren des Lenkwinkels eines Lenkrads SW des Automobils CAR, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1B zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit des Automobils CAR und Fahrzeughöhensensoren 1C (nur der Sensor für die hintere Achse ist gezeigt) zum Detektieren der jeweiligen Höhe der Vorderachse und der Hinterachse zum Detektieren des horizontalen Zustands (Niveauerfassung) des Automobils CAR bereitgestellt. Diese Sensoren 1A, 1B und 1C sind mit der ECU 2 verbunden. Auf der Basis der Ausgangssignale der Eingangssensoren 1 steuert die ECU 2 die Gelenkleuchten bzw. einstellbaren Leuchten 3R bzw. 3L, die an der linken Seite bzw. der rechten Seite des Vorderabschnitts des Automobils eingebaut sind, d.h., die Scheinwerferlampen 3, deren Lichtverteilungscharakteristiken durch eine Ablenksteuerung der Leuchtrichtung in der linken und rechten Richtung geändert werden können. Als solch eine einstellbare Lampe 3R, 3L ist eine bekannt, die mit einer Rotationsantriebseinrichtung zum rotierenden Antreiben eines Reflektors oder einer Projektorlampe, der bzw. die in dem Scheinwerfer vorgesehen ist, durch eine Antriebsquelle, z.B. einen Antriebsmotor, als eine Konstruktion ausgerüstet ist, die den Reflektor oder die Projektorlampe in horizontaler Richtung drehen kann. Der Mechanismus, der diese Rotationsantriebseinrichtung enthält, wird hier als Aktuator bzw. Stellglied bezeichnet.

Gemäß diesem Typ des AFS wird es ermöglicht, wenn das Automobil auf einer kurvigen Straße fährt, die Straße der Kurve voran in Übereinstimmung mit der Fahrtgeschwindigkeit des Automobils zu beleuchten, was zum Erhöhen der Fahrsicherheit wirksam ist.

Um eine geeignete Beleuchtung in einem solchen AFS realisieren zu können, ist es notwendig, dass der Lenkwinkel des Lenkrads und der Ablenkwinkel der Gelenklampe einander geeignet entsprechen. Wenn diese Entsprechung nicht erhalten werden kann, treten die nachfolgenden Probleme bezüglich der Fahrsicherheit auf: Es ist nämlich für den Strahl der Gelenklampe dann unmöglich, die Richtung zu beleuchten bzw. auszuleuchten, die für die Fahrtrichtung des Automobils erwünscht ist, z.B. die Stra ße voraus, wenn das Automobil geradeaus oder um eine Kurve fährt, oder der Lichtstrahl wird in Richtung der gegenüberliegenden Fahrbahn abgelenkt und blendet den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs.

Aus diesem Grund wird bei dem herkömmlichen AFS, wenn der Zündschalter des Automobils eingeschaltet wird, eine Initialisierung ausgeführt, wodurch die Gelenklampe auf eine vorgegebene Referenzwinkelposition ausgerichtet wird, normalerweise in einer geraden Vorwärtsrichtung des Automobils. Wenn diese Initialisierung ausgeführt wird, ist es möglich, eine Entsprechung zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrads SW und dem Ablenkwinkel der Gelenklampe zu erhalten, und es wird nachfolgend möglich, einen geeigneten Ablenkbetrieb der Gelenklampe unter Verwendung dieser initialisierten Referenzwinkelposition als eine Referenz zu bewirken. Übrigens ist es für die Initialisierung der Gelenklampen notwendig, den vorliegenden Ablenkwinkel der Gelenklampe zu detektieren. Aus diesem Grund ist dieser Typ von Aktuator herkömmlich mit einem Ablenkwinkeldetektor zum Detektieren des Ablenkwinkels einer rotierenden Ausgangswelle des Aktuators versehen, die in der entsprechenden Relation zu dem Ablenkwinkel der Gelenklampe ist. Z.B. ist ein Potentiometer für die Ausgangswelle der Rotationsantriebseinrichtung zum rotierenden Antreiben der Gelenklampe angeordnet und der Drehwinkel der Ausgangswelle, d.h., der Ablenkwinkel, wird aus dem Ausgangssignal dieses Potentiometers erfasst.

Die Verwendung eines solchen Potentiometers stellt jedoch einen Faktor dar, der den Aufbau des Aktuators komplex und groß in der Abmessung macht und ist deshalb ungünstig. Aus diesem Grund hat man sich ausgedacht, den Ablenkwinkel der Gelenklampe durch Detektieren des Drehwinkels des Antriebsmotors zu detektieren, der eine Antriebsquelle der Rotationsantriebseinrichtung des Aktuators ist. Hall-Elemente oder Hall-ICs (nachfolgend als Hall-Elemente bezeichnet) zum Ausgeben von Impulssignalen mit einer Anzahl entsprechend dem Betrag der Drehung des Antriebsmotors sind als Rotationswinkeldetektor, der für diesen Zweck ausgelegt ist, verwendet worden. Wenn die Impulssignale bzw. Pulssignale von den Hall-Elementen, die in Verbindung mit dem Drehbetrieb des Antriebsmotors ausgegeben werden, gezählt werden, wird nämlich der Ablenkwinkel des Aktuators indirekt derart detektiert, dass eine geeignete Steuerung des AFS realisiert werden kann.

Zudem wird die Initialisierung der Gelenklampe herkömmlich bewirkt, indem die Impulssignale von den Hall-Elementen verwendet werden. Z.B. wird die Gelenklampe gedreht, bis sie in einer Richtung anstößt, d.h., bis zu der Position des maximalen Ablenkwinkels. Zur gleichen Zeit, wenn die Gelenklampe von dieser Drehposition in die gegenüberliegende Position gedreht wird, wird das Zählen der Impulssignale von den Hall-Elementen gestartet und die Rotation wird angehalten, wenn vorgegebene Impulssignale gezählt worden sind. Dementsprechend, wenn die Korrelation zwischen der Zählung der Impulssignale und des Ablenkwinkels der Gelenklampe im voraus bestimmt wird, wird es ermöglicht, die Gelenklampe von der Anschlagposition aus um einen vorgegebenen Ablenkwinkel auf der Basis des Zählwerts der Impulssignale zu drehen. Es wird somit ermöglicht, die Gelenklampe auf eine vorgegebene Referenzwinkelposition zu setzen, d.h., in einer geraden Fahrtrichtung in diesem Fall.

Die vorliegenden Erfinder haben übrigens die Anmeldung dieses Typs von AFS in einem Automobil studiert, das mit einem Nivelierungsmechanismus ausgestattet ist, d.h., einem Automobil, das mit einem Niveaueinstellmechanismus zum Detektieren der Neigung des Automobils in der Vertikalrichtung durch Detektieren der Fahrzeughöhe ausgestattet ist, die die Vorderräder und die Hinterräder des Automobils betrifft, und zum Einstellen des Ablenkwinkels des Scheinwerfers in der vertikalen Richtung in Übereinstimmung damit. Zudem haben in diesem Fall die beteiligten Erfinder das Einstellen der Gelenklampe auf eine Referenzwinkelposition in der Vertikalrichtung gleichzeitig mit dem Setzen bzw. Einstellen in der Links-und-Rechts-Richtung während des Initialisierens der Gelenklampe studiert. Z.B. ist dies ein Versuch, die Gelenklampe auf eine Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung und der vertikalen Richtung durch Betreiben des Niveaueinstellmechanismus zur gleichen Zeit zu setzen, wenn der Aktuator zum Setzen der Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung betrieben wird. Hier wird die Horizontalrichtung normalerweise als die Referenzwinkelposition in der Vertikalrichtung ausgewählt.

Wenn somit ein Versuch gemacht wird, simultan das Setzen der Referenzwinkelpositionen in der Links-und-Rechts-Richtung und der Vertikalrichtung zu bewirken, gibt es jedoch Fälle, bei denen die optische Achse der Beleuchtung zu der Seite des entgegenkommenden Fahrzeugs zur Zeit des Setzens der Referenzwinkelposition der Gelenklampe in der Links-und-Rechts-Richtung ausgerichtet wird. Zu dieser Zeit besteht die Möglichkeit eines Blendens des Fahrers des entgegenkommenden Fahrzeugs, wenn die optische Achse der Beleuchtung der Gelenklampe in der Vertikalrichtung in der Horizontalrichtung oder in einer Richtung höher als die der Niveaueinstelleinrichtung ausgerichtet ist. Dementsprechend ist es erforderlich, die Gelenklampe in einem Zustand zu Initialisieren, in dem das Blenden des entgegenkommenden Fahrzeugs verhindert wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Setzen der Position ihrer optischen Achse bereitzustellen, die eine geeignete Steuerung des AFS durch Verhindern des Blendens eines entgegenkommenden Fahrzeugs während des Initialisierungsbetriebs des AFS sicherzustellt.

Die Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit der Erfindung ist eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Links-und-Rechts-Ablenkeinrichtung zum Ablenken einer optischen Achse der Beleuchtung eines Scheinwerfers in einer Links-und-Rechts-Richtung in Übereinstimmung mit einem Steuerwinkel eines Fahrzeugs und eine Vertikalablenkeinrichtung zum Ablenken der optischen Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einer Vertikalrichtung enthält, gekennzeichnet durch das Aufweisen einer Ablenksteuereinrichtung zum Bewirken des Betriebs des Setzens der optischen Achse des Scheinwerfers durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zur Zeit, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand ist, in dem sie in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung ausgerichtet ist bzw. wird.

Zudem ist das Verfahren zum Setzen einer optischen Achsenposition einer Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug ein Verfahren zum Setzen einer optischen Achsenposition einer Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zum Ablenken einer optischen Achse der Beleuchtung eines Scheinwerfers in einer Links-und-Rechts-Richtung in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs und eine Vertikalablenkeinrichtung zum Ablenken der optischen Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einer Ver tikalrichtung enthält, gekennzeichnet durch das Aufweisen der folgenden Schritte: Bewirken des Betriebs des Setzens bzw. Einstellens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zu einer Zeit, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand ist, in dem sie in einer niedrigeren bzw. tieferen Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung zum Zeitpunkt des Setzens der Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf eine Referenzwinkelposition ausgerichtet bzw. orientiert ist; und Vervollständigen des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Vertikalablenkeinrichtung nach dem Vervollständigen des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung. Z.B. wird, nachdem der Betrieb der Vertikalablenkeinrichtung gestartet worden ist, der Betrieb der Links-Rechts-Ablenkeinrichtung gestartet, nachdem eine erste, vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Zudem wird nach dem Starten des Ablenkbetriebs der vertikal ablenkenden Einrichtung in einer nach unten gerichteten Art und Weise der Ablenkbetrieb der Vertikalablenkeinrichtung in einer nach oben gerichteten Art und Weise gestartet, nachdem eine zweite, vorgegebene Zeit abgelaufen ist.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Position der optischen Achse eines Scheinwerfers in einer niedrigeren bzw. tieferen Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung ausgerichtet, bis die Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf eine Referenzwinkelposition durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung gesetzt wird. Nach dem die Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf eine Referenzwinkelposition durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung gesetzt worden ist, wird die Position der optischen Achse auf eine Referenzposjition gesetzt. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass der Scheinwerfer in Richtung der Seite des entgegenkommenden Fahrzeugs abgelenkt wird, wenn die Position der optischen Achse in der Horizontalrichtung oder in einer nach oben gerichteten Richtung ausgerichtet ist. Es ist deshalb möglich, das Blenden des Fahrers eines entgegenkommenden Fahrzeugs während des Einstellbetriebs der Position der optischen Achse zu verhindern, wodurch es ermöglicht wird, die geeignete Steuerung des AFS sicherzustellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das einen grundsätzlichen Aufbau eines AFS zeigt;

2 ist eine vertikale Schnittansicht einer Gelenklampe;

3 ist eine perspektivische Explosionsansicht von grundlegenden Abschnitten des inneren Aufbaus der Gelenklampe;

4 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht eines Aktuators;

5 ist eine schematische Draufsicht auf den Aktuator;

6 ist eine vertikale Schnittansicht des Aktuators;

7 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines bürstenlosen Motors;

8 ist ein Blockschaltdiagramm, das den Schaltungsaufbau des AFS erläutert;

9 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Schaltungsaufbau des Aktuators erläutert;

10 ist ein Flussdiagramm zum Ausführen der Initialisie rung einer Projektorlampe, wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird;

11A und 11B sind Diagramme, die den Drehbetrieb der Projektorlampe und sein Timing erläutern; und

12A und 12B sind schematische Diagramme, die den Versatz der Ablenkung in dem Initialisierungsbetrieb eines zweiseitigen Anschlagsystems bzw. eines einseitigen Anschlagsystems der Projektorlampe erläutern.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun eine Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung gegeben. 2 ist eine Querschnittsansicht eines inneren Aufbaus eines Scheinwerfers, der durch eine Gelenklampe bzw. eine einstellbare Lampe verkörpert wird, deren Beleuchtungsrichtung in der Querrichtung ablenkbar ist. 3 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht von grundlegenden Abschnitten davon. Eine Linse 12 ist in einer Vorderöffnung eines Scheinwerfervorrichtungsgehäuses 11 eingebaut und eine hintere Abdeckung 13 ist in eine hintere Öffnung eingebaut, wodurch eine Lichtkammer 14 ausgebildet wird. Eine Projektorlampe 30 bzw. Scheinwerferlampe ist in der Lichtkammer 30 angeordnet. Die Projektorlampe 30 hat eine Hülse 301, einen Reflektor 302, eine Linse 303 und eine Lichtquelle 304, die als eine Einheit ausgebildet sind. Da die Projektorlampe 30 von einer Art ist, die weit verbreitet bereits verwendet worden ist, wird eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen, aber eine Entladelampe bzw. Glühbirne wird hier als Lichtquelle 304 in diesem Beispiel verwendet. Die Projektorlampe 30 wird durch eine Klammer 31 bzw. Halterung gehalten, die im wesentlichen U-förmig ist. Zudem ist eine Erweiterung 15 um die Projektorlampe 30 innerhalb des Scheinwerfervorrichtungskörpers 11 derart angeordnet, dass das Innere nicht durch die Linse 12 frei liegt. Zudem ist in dieser Ausführungsform eine Beleuchtungsschaltung 7 bzw. Zündschaltung zum Erregen bzw. Zünden der Entladelampe der Projektorlampe 30 innen eingebaut, indem Verwendung von einer unteren Abdeckung 16 gemacht wird, die in eine Bodenöffnung des Beleuchtungsvorrichtungskörpers 11 eingebaut ist.
Die Projektorlampe 30 ist in einem Zustand gehalten, in dem sie zwischen einer unteren Platte 312 und einer oberen Platte 313 eingeklemmt ist, die durch ein orthogonales Biegen einer vertikalen Platte 311 der Klammer 31 ausgebildet werden. Ein Aktuator 4, der weiter unten beschrieben werden wird, ist an der Unterseite der unteren Platte 312 mittels Schrauben 314 befestigt und eine drehende Ausgangswelle 448 des Aktuators 4 steht zur oberen Seite durch ein Wellenloch 315 hervor, das in der unteren Platte 312 ausgebildet ist. Die Schrauben 314 sind in die Vorsprünge 318 eingeschraubt, die von einer unteren Oberfläche der unteren Platte 312 abstehen. Ein Wellenabschnitt 305, der an der oberen Oberfläche der Projektorlampe 30 bereitgestellt wird, ist in ein Lager 316 eingebaut, das an der oberen Platte 313 vorgesehen ist. Ein Verbindungsabschnitt 306, der an einer unteren Oberfläche der Projektorlampe 30 vorgesehen ist, ist in die drehende Ausgangswelle 448 des Aktuators 4 eingebaut und damit verbunden. Im Ergebnis kann die Projektorlampe 30 in der Querrichtung bezüglich der Klammer 31 gedreht werden und kann drehend in der Horizontalrichtung einstückig mit der drehenden Ausgangswelle 448 durch den Betrieb des Aktuators 4, wie nachstehend beschrieben werden wird, betrieben werden.
Hier sind die Richtmuttern 321 und 322 einstückig an dem oberen linken Abschnitt und dem rechten Abschnitt der Klammer 31, wenn von der Vorderseite aus betrachtet wird, angebracht und ein Nivellierungslager 323 ist einstückig an einem unteren Abschnitt auf der rechten Seite angebracht. Eine horizontale Richtschraube 331 und eine vertikale Richtschraube 332, die axial drehbar durch den Scheinwerfervorrichtungskörper 11 unterstützt sind, sind per Gewinde mit den Richtmuttern 321 bzw. 323 in Eingriff. Zudem ist eine Nivellierungskugel 51 des Niveaueinstellmechanismus 5, der durch das Scheinwerfervorrichtungsgehäuse 11 gestützt ist, ist in das Nivellierungslager 323 eingebaut. Aufgrund dieses Aufbaus, da die horizontale Richtschraube 331 axial drehbar betreibbar ist, kann die Klammer 31 in der Horizontalrichtung unter Verwendung einer Linie, die die Richtmutter 322 und das Nivellierungslager 323 rechts verbindet, als Drehachse gedreht werden. Zudem, da die horizontale Richtschraube 331 und die vertikale Richtschraube 332 axial drehbar gleichzeitig betreibbar sind, kann die Klammer 31 in der Vertikalrichtung unter Verwendung des Nivellierungslagers 323 als ein Drehpunkt gedreht werden. Zudem, wenn der Niveaumechanismus 5 betrieben wird, bewegt sich die Nivellierungskugel 51 vor und zurück in der Axialrichtung derart, dass die Klammer 31 in der Vertikalrichtung unter Verwendung einer Linie als Drehachse gedreht werden kann, die die linke Richtmutter 321 und die rechte Richtmutter 322 verbindet. Dies ermöglicht eine Ausrichteinstellung zum Einstellen der optischen Achse der Projektorlampe 30 in der Links-und-Rechts-Richtung und in der Vertikalrichtung und auch eine Niveaueinstellung zum Einstellen der optischen Achse der Projektorlampe in der Vertikalrichtung in Übereinstimmung mit einem Nivellierungszustand, der eine Änderung der Höhe des Automobils begleitet. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Vorsprung 307 von einer unteren Oberfläche des Reflektors 302 der Projektorlampe 30 hervorsteht und dass an der unteren Platte 312 der Klammer 31 gegenüber liegend dazu ein Paar von Anschlägen 317 jeweils an einer linken Position und einer rechten Position durch Ausschneiden ausgebildet sind. Die bereitgestellte Anordnung ist derart ausgelegt, dass der Vorsprung 307 in Berührungskontakt mit entweder einem der Anschläge 317 als Folge der Drehung der Projektorlampe 30 gebracht wird, wodurch der Drehbereich des Projektors 30 beschränkt wird.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht von wesentlichen Abschnitten des Aktuators 4 zum Einstellen jeder Gelenklampe 3R bzw. 3L. 5 ist eine schematische Draufsicht auf einen zusammengesetzten Zustand davon. 6 ist eine vertikale Schnittansicht davon. Ein Gehäuse 41 besteht aus einer unteren Hälfte 41D und einer oberen Hälfte 41U, die jeweils in der Form eines Tellers, ähnlich einem Fünfeck, ausgebildet sind. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 410, die vorspringend an der peripheren Oberfläche der unteren Hälfte 41D vorgesehen sind, und eine Vielzahl von Aufnehmern 411, die nach unten von der peripheren Oberfläche der oberen Hälfte 41U aufgehängt sind, passen zueinander, wodurch eine Gehäusekammer ausgebildet wird. Zudem sind Tragflansche 412 und 413 jeweils an beiden Seitenoberflächen der oberen Hälfte 41U und der unteren Hälfte 41D derart vorgesehen, dass sie in Richtung beider Seiten hervorstehen. Diese Tragflansche 412 und 413 werden verwendet, um das Gehäuse 41 an den Vorsprüngen 318 der Klammer 31 mittels der Schrauben 314 befestigen zu können. Zudem steht die rotierende Ausgangswelle 448, die eine Passfederstruktur bzw. Nutstruktur hat, von der oberen Oberfläche des Gehäuses 41 ab und ist mit dem Verbindungsabschnitt 306 an der unteren Oberfläche bzw. Bodenoberfläche der Projektorlampe 30 verbunden. Zudem ist ein Stecker 451 an der hinteren Oberfläche des Gehäuses 41 angeordnet und ein äußerer Stecker 21 (siehe 2), der mit einer ECU 2 verbunden ist, ist dafür ausgelegt, dass er zu dem Stecker 451 passt.
Vier hohle Vorsprünge 414, 415, 416 und 417 sind aufrecht an der inneren Bodenoberfläche der unteren Hälfte 41D des Gehäuses 41 an erforderlichen Positionen vorgesehen. Als ein Antriebsmotor ist ein bürstenloser Motor 42, der weiter unten beschrieben werden wird, an dem ersten, hohlen Vorsprung 414 montiert. Zudem sind Wellen von Getriebemechanismen 44 in den zweiten bis vierten, hohlen Vorsprüngen 415, 416 und 417 eingesetzt und gelagert, wie weiter unten stehend erläutert werden wird. Zudem sind stufige Stege 418 einstückig entlang den peripheren Kanten bzw. Rändern der inneren Bodenoberfläche der unteren Hälfte 41D ausgebildet und eine gedruckte Leiterplatte 45 ist auf den stufigen Stegen 418 in einem Zustand montiert, in dem ihre peripheren Randabschnitte gegen diese anstoßen. Die gedruckte Leiterplatte 45 ist in dem Gehäuse 41 in einem Zustand installiert und gelagert, in dem die gedruckte Leiterplatte 45 zwischen nach unten ausgerichteten Stegen, die an der oberen Hälfte 41 vorgesehen sind und nicht in den Zeichnungen gezeigt sind, und den zuvor erwähnten, stufigen Stegen 418 eingeklemmt ist. Der erste, hohle Vorsprung 414 geht durch diese gedruckte Leiterplatte 45 hindurch und der bürstenlose Motor 42, der montiert ist, ist elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte 45 verbunden. Zudem sind verschiedene elektronische Komponenten, die als eine Steuerschaltung 43 dienen, die später beschrieben werden wird, und nicht in den Zeichnungen gezeigt sind, und der Stecker 451 auf der gedruckten Leiterplatte 45 montiert bzw. befestigt.
Wie in der teilweise ausgeschnittenen, perspektivischen Ansicht in 7 gezeigt ist, ist eine Drehwelle 423 axial drehbar in dem ersten, hohlen Vorsprung 414 der unteren Hälfte 41D mittels eines Axiallagers 421 und eines Hülsenlagers 422 drehbar gelagert. Zudem sind Statorspulen 424, die drei, umfangsmäßig gleich verteilte Paar von Spulen enthalten, fest in dem ersten, hohlen Vorsprung 414 gelagert. Die Statorspulen 424 sind elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte 45 verbunden, um Elektrizität zuführen zu können. Hier sind die Statorspulen 424 einstückig mit einer Kernbasis 425 zusammengebaut und die verwendete Anordnung ist derart, dass die Statorspulen 424 elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte 45 verbunden sind, indem Verwendung von Anschlüssen 425a gemacht wird, die an dieser Kernbasis 425 bereitgestellt sind. Zudem ist ein Rotor 426, der in der Form eines zylindrischen Behälters ausgebildet ist, fest an einem oberen Endabschnitt der Drehwelle 423 derart angebracht, dass die Statorspulen 424 abgedeckt sind. Der Rotor 426 besteht aus einem zylindrischen Joch 427 vom Behältertyp, das aus einem Kunststoff bzw. Harz ausgebildet ist, und aus einem ringförmigen Rotormagneten 428, der an der inneren, peripheren Oberfläche dieses Jochs 427 angebracht ist, und abwechselnd mit S-Polen und N-Polen in der Umfangsrichtung polarisiert ist.
In dem bürstenlosen Motor 42, der so aufgebaut ist, werden den drei Statorspulen 424 als alternierende Ströme U, V und W mit unterschiedlichen Phasen zugeführt, wobei sich die Richtungen der magnetischen Kraft mit Bezug auf den Rotormagneten 428 ändern, wodurch der Rotor 426 und die Drehwelle 423 drehend angetrieben werden. Zudem, wie in 7 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von, in diesem Beispiel 3, Hall-Elementen H1, H2 und H3, die in vorgegebenen Intervallen entlang der Umfangsrichtung des Rotors 426 angeordnet sind, auf der gedruckten Leiterplatte 45 angeordnet und gelagert. Wenn der Rotormagnet 428 zusammen mit dem Rotor 426 gedreht wird, ändert sich das Magnetfeld in den Hall-Elementen H1, H2 und H3, so dass sich Ein-Zustände und Aus-Zustände der Hallelemente H1, H2 und H3 ändern. Die Hall-Elemente H1, H2 und H3 sind somit derart angeordnet, dass Ausgangsimpulssignale entsprechend der Rotationsperiode bzw. Dauer des Rotors 426 ausgegeben werden.
Ein erstes Zahnrad 441 ist aus einem Kunststoff einstückig mit dem Joch 427 des Rotors 426 ausgebildet. Dieses erste Zahnrad 441 ist als ein Teil des Getriebemechanismuses angeordnet und treibt die rotierende Ausgangswelle 448 in einer abbremsenden Weise an. Der Getriebemechanismus 44 besteht nämlich zusätzlich zu dem ersten Zahnrad 441 aus einem zweiten Zahnrad 443, das drehbar an einer ersten, befestigten Welle 442 gelagert ist, die durch den zweiten Hohlstift 415 gelagert wird; ein drittes Zahnrad 445, das drehbar an einer zweiten, fixierten Welle 444 gelagert ist, das durch den dritten Hohlstift 416 gelagert wird; und ein Sektorenzahnrad 447, das drehbar an einer dritten, befestigten Welle 446 gelagert ist, die durch den vierten Hohlstift 417 gelagert wird und einstückig mit der rotierenden Ausgangswelle 448 ausgebildet ist. Diese Zahnräder sind jeweils aus Kunststoff ausgebildet. Wie in 5 und 6 gezeigt ist, hat das zweite Zahnrad 443 ein zweites Zahnrad 443a mit großem Durchmesser und ein zweites Zahnrad 443b mit kleinem Durchmesser, die als eine Einheit in einer Axialrichtung ausgebildet sind.
Das zweite Zahnrad 443a mit großem Durchmesser ist mit dem ersten Zahnrad 441 verzahnt. Zudem hat das dritte Zahnrad 445 ein drittes Zahnrad 445a mit großem Durchmesser und ein drittes Zahnrad 445b mit kleinem Durchmesser, die als eine Einheit in der Axialrichtung ausgebildet sind. Das dritte Zahnrad 445a mit großem Durchmesser ist mit dem zweiten Zahnrad 443b mit kleinem Durchmesser verzahnt. Zudem ist das dritte Zahnrad 445b mit kleinem Durchmesser mit dem Sektorenzahnrad 447 verzahnt. Im Ergebnis wird das Drehmoment des ersten Zahnrads 441, das einstückig mit dem Rotor 427 des bürstenlosen Motors 42 gedreht wird, verkleinert und zu der drehenden Ausgangswelle 448 durch das zweite Zahnrad 443, das dritte Zahnrad 445 und das Sektorenzahnrad 447 übertragen. Zudem ist ein Paar von Anschlägen 419, gegen die entsprechende Enden des Sektoren zahnrads 447 in Berührungskontakt gebracht werden, hervorstehend an der inneren Oberfläche der unteren Hälfte 41D an beiden Seiten in der Drehrichtung des Sektorenzahnrads 447 ausgebildet. Die bereitgestellte Vorrichtung ist derart, dass der Bereich des Gesamtwinkels der Drehung des Sektorenzahnrads 447, d.h., der Bereich des Gesamtwinkels der Rotation der sich drehenden Ausgangswelle 448, durch diese Anschläge 419 beschränkt wird. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass der Bereich des Gesamtwinkels der Drehung des Sektorenzahnrads 447 derart ausgelegt ist, dass er etwas größer als der Bereich des Gesamtwinkels der Rotation der Projektorlampe 30 ist, die durch den Vorsprung 307 und die Anschläge 317 eingeschränkt wird.
8 ist ein Blockschaltungsdiagramm, das eine elektrische Schaltungskonfiguration des Beleuchtungssystem einschließlich der ECU 2 und des Aktuators 4 zeigt. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass der Aktuator 4 in sowohl der linken Gelenklampe 3L als auch der rechten Gelenklampe des Automobils eingebaut ist und dass eine Zweiwegkommunikation bezüglich der ECU 2 ermöglicht wird. Die ECU 2 enthält eine Haupt-CPU 201 zum Bewirken der Verarbeitung in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Algorithmus auf der Basis der Informationen von den Sensoren 1 und zum Ausgeben eines erforderlichen Steuersignals C0 und auch eine Schnittstellenschaltung (nachfolgend als I/F bezeichnet) 202 zum Ausgeben des Steuersignals C0 zwischen der Haupt-CPU 201 und dem Aktuator 4. Zudem wird ermöglicht, dass Ein- und Aus-Signale des Lichtschalters S1, der in dem Automobil vorgesehen ist, für die Eingabe in die ECU 2 erfasst werden. Die Beleuchtungsschaltung 7, die mit einer nicht dargestellten, am Fahrzeug befestigten Spannungsversorgung verbunden ist, um elektrische Energie der Entladelampe 304 der Projektorlampe 30 zuführen zu können, wird durch ein Steuersignal N auf der Basis des Einschaltens und Ausschaltens des Licht schalters S1 gesteuert, wodurch das Einschalten und das Ausschalten jeder der Gelenklampen 3R und 3L ermöglicht wird. Zudem steuert die ECU 2 mittels eines Nivellierungssignals DK eine Nivellierungssteuerschaltung 6 zum Steuern des Niveaueinstellmechanismusses 5 für das vertikale Einstellen der optischen Achse der Klammer 31, die die Projektorlampe 30 derart trägt, dass die Einstellung der optischen Achse der Projektorlampe 30 begleitend zu der Änderung der Höhe des Automobils bewirkt wird. Übrigens ist es selbstverständlich, dass der Zustand der Verbindung zwischen diesen elektrischen Schaltungen und der Spannungsversorgung durch einen Zündschalter S2 zum Einschalten und Ausschalten des elektrischen Systems, das in dem Automobil vorgesehen ist, eingeschaltet und ausgeschaltet wird.
Zudem weist die Steuerschaltung 43, die auf der gedruckten Leiterplatte 45 angeordnet ist, die in den Aktuator 4 eingebaut ist, der in jeder der linken und rechten Gelenklampen 3R und 3L des Automobils vorgesehen ist, eine IF-Schaltung 432 für die Eingabe und Ausgabe von Signalen bezüglich der ECU 2; eine Sub-CPU 431 zum Bewirken der Verarbeitung in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Algorithmus auf der Basis des Signals, das von der I/F-Schaltung 432 eingegeben wird, und von Impulssignalen P, die von dem Hall-Element H1, H2 und H3 ausgegeben werden; und eine Motorantriebsschaltung 434 auf, die als drehende Antriebseinrichtung zum drehenden Antreiben des bürstenlosen Motors 42 dient. Hier wird ein Links-Rechts-Ablenkwinkelsignal DS für die Gelenklampen 3R und 3L von der ECU 2 als Teil des zuvor erwähnten Steuersignals C0 ausgegeben und dem Aktuator 4 eingegeben.
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das schematisch die Motorantriebsschaltung 434 der Steuerschaltung 43 und des bürsten losen Motors 42 in dem Aktuator 4 darstellt. Die Motorantriebsschaltung 434 umfasst eine Schaltmatrixschaltung 435, der ein Geschwindigkeitssteuersignal V, ein Start/Stopp-Signal S, ein Vorwärts/Rückwärts-Drehsignal R jeweils als Steuersignale von der Sub-CPU 431 der Steuerschaltung 43 eingegeben werden, und der Impulssignale P von den drei Hall-Elementen H1, H2 und H3 eingegeben werden, und auch eine Ausgangsschaltung 436 zum Eingeben der Phasen des Dreiphasenstroms (U-Phase, V-Phase und W-Phase), der den drei Paaren von Spulen der Statorwicklungen 424 des bürstenlosen Motors 42 auf den Empfang eines Ausgangssignals von dieser Schaltmatrixschaltung 435 hin zugeführt wird. In dieser Motorantriebsschaltung 434 dreht sich auf das Zuführen des Stroms mit der U-Phase, V-Phase und der W-Phase zu den Statorwicklungen 424 der Magnetrotor 428 und das Joch 424 einstückig damit, d.h., der Rotor 426 und die Drehwelle 323 drehen sich. Wenn sich der magnetische Rotor 428 dreht, detektieren die Hall-Elemente H1, H2 und H3 die Änderung des Magnetfeldes und geben die Impulssignale P aus und diese Impulssignale werden der Schaltmatrixschaltung 435 eingegeben. Wenn der Schaltbetrieb durch die Ausgangsschaltung 436 mit dem Timing jedes Impulssignals in der Schaltmatrixschaltung 435 bewirkt wird, wird die Drehung des Rotors 426 fortgesetzt.
Die Schaltmatrixschaltung 435 gibt das erforderliche Steuersignal C1 auf der Basis des Geschwindigkeitssteuersignals V, des Start/Stopp-Signals S und des Vorwärts-Rückwärts-Drehsignals R von der Sub-CPU 431 an die Ausgangsschaltung 436 aus. Auf den Empfang dieses Steuersignals C1 hin stellt die Ausgangsschaltung 436 die Phasen des Dreiphasenstroms, der den Statorwicklungen 424 zugeführt wird, derart ein, dass die Steuerung des Startens und des Stoppens des Drehbetriebs, die Drehrichtung und die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 gesteuert werden. Zudem werden Teile bzw. Abschnitte der Impulssignale P, die von den Hall-Elementen ausgegeben werden, jeweils der Sub-CPU 431 eingegeben, um den Zustand der Drehung des bürstenlosen Motors 42 erkennen zu können. Hier ist ein Aufwärts/Abwärts-Zähler 437 in der Sub-CPU 431 implementiert und wenn der Aufwärts/Abwärts-Zähler 437 die Impulssignale von den Hall-Elementen H1, H2 und H3 zählt, stimmt der Zählwert mit der Drehposition des bürstenlosen Motors 42 überein.
Gemäß dem vorbeschriebenen Aufbau werden in dem Zustand, in dem der Zündschalter S2 eingeschaltet ist und der Lichtschalter S1 eingeschaltet ist, Informationen über z.B. den Lenkwinkel des Lenkrads SW des Automobils, die Geschwindigkeit des Automobils, die Höhe des Automobils und ähnliches der ECU 2 von den Sensoren 1 aus eingegeben, die in dem Automobil angeordnet sind, wie in 1 gezeigt ist, wobei die ECU 2 einen arithmetischen Betrieb durch die Haupt-CPU 201 auf der Basis der eingegebenen Sensorausgangssignale bewirkt, das Links-Rechts-Ablenkwinkelsignal DS der Projektorlampen 30 in den Gelenklampen 3R und 3L des Automobils berechnet und es den Aktuatoren 4 von sowohl der Gelenklampe 3R als auch der Gelenklampe 3L eingibt. In jedem Aktuator 4 bewirkt die Sub-CPU 431 einen Arithmetikbetrieb auf der Basis des eingegebenen Links-Rechts-Ablenkwinkelsignals DS, berechnet sie ein Signal entsprechend diesem Links-Rechts-Ablenkwinkelsignal DS und gibt es an die Motorantriebsschaltung 434 derart aus, dass der bürstenlose Motor 42 drehbar angetrieben wird. Da die drehende Antriebskraft des bürstenlosen Motors 42 durch den Zahnradmechanismus 44 abgebremst wird und zu der drehenden Ausgangswelle 448 übertragen wird, dreht sich die Projektorlampe 30, die mit der drehenden Ausgangswelle 448 verbunden ist, horizontal, wodurch die Richtung der optischen Achse von sowohl der Gelenklampe 3R als auch der Gelenklampe 3L nach links oder nach rechts abgelenkt wird. Während des Drehbetriebs dieser Projektorlampe 30 wird der Ablenkwinkel der Projektorlampe 30 aus dem Drehwinkel des bürstenlosen Motors 42 erfasst. Wie in 8 gezeigt wird, detektiert nämlich die Sub-CPU 431 den Ablenkwinkel auf der Basis von zumindest einem der Impulssignale P (P1, P2 und P3), die von den drei Hall-Elementen H1, H2 und H3 ausgegeben werden, welche für den bürstenlosen Motor 42 vorgesehen sind. Zudem vergleicht die Sub-CPU 431 das Detektionssignal des detektierten Ablenkwinkels mit dem Links-Rechts-Ablenkwinkelsignal DS, das von der ECU 2 eingegeben wird, und bewirkt eine Regelung bzw. Rückkoppelsteuerung des Drehwinkels des bürstenlosen Motors 42 derart, dass die beiden Signale miteinander übereinstimmen. Die Richtung der optischen Achse der Projektorlampe 30, d.h., die Richtung der optischen Achse von sowohl der Gelenklampe 3R als auch der Gelenklampe 3L, kann somit mit hoher Genauigkeit für die Ablenkposition gesteuert werden, die durch das Links-Rechts-Ablenkwinkelsignal DS gesetzt wird.
Durch diesen Ablenkbetrieb der Projektorlampe 30 in jeder Gelenklampe 3R und 3L beleuchtet das abgelenkte Licht, das abgestrahlt wird, den nach links oder nach rechts gerichteten Bereich, der von der geradeaus gerichteten Fahrtrichtung des Automobils abweicht. Es wird somit ermöglicht, nicht nur die Fahrtrichtung des Automobils geradeaus zu beleuchten, sondern auch die Vorderseite in der Lenkrichtung während der Fahrt des Fahrzeugs, wodurch es ermöglicht wird, die Fahrsicherheitseigenschaften zu verbessern.
Wenn der Zündschalter 52 eingeschaltet wird, wird hier eine Initialisierungsverarbeitung zum Setzen der optischen Achse jeder der Gelenklampen 3R und 3L auf eine vorgegebene Winkelposition der Ablenkung ausgeführt, d.h., eine Referenzwinkelposition, bezüglich sowohl der Vertikalrichtung als auch der Links-und-Rechts-Richtung. In dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass die linke und rechte Gelenklampe 3L und 3R jeweils derart ausgelegt sind, dass mit Bezug auf die Vertikalrichtung der Ablenkbetrieb derart ausgeführt wird, dass in die Horizontalrichtung eingestellt wird, und dass der Ablenkbetrieb mit Bezug auf die Links-und-Rechts-Richtung der Ablenkbetrieb innerhalb eines Winkelbereichs von ungefähr 5,5 Grad in Richtung der innenliegenden Seite und ungefähr 20,5 Grad in Richtung der Außenseite von der geraden Vorschubrichtung bzw. Fahrtrichtung bewirkt wird. 10 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Ablaufs des Initialisierungsbetriebs. Zudem sind 11A und 11B schematische Diagramme, die den Drehbetrieb in der Vertikalrichtung und der Links-und-Rechts-Richtung der Projektorlampe und auch ihre jeweiligen Zeitdiagramme erläutern. Wenn der Zündschalter 52 eingeschaltet wird (S101), treibt die Sub-CPU 431 den Niveaueinstellmechanismus 5 mittels der Nivellierungsschaltung 6 an, um das Initialisierungseinstellen der Vertikalrichtung durch den Niveaueinstellmechanismus 5 zu starten. Jede Klammer 31 wird nämlich in eine niedrigere Richtung als der Horizontalrichtung geneigt, indem der Niveaueinstellmechanismus 5 (S102) angetrieben wird. Im Ergebnis wird die optische Achse der Projektorlampe 30 in die niedrigere Richtung abgelenkt. Zu dieser Zeit wird, wenn die Projektorlampe 30 in einer maximalen Aufwärtsrichtung ausgerichtet war, die optische Achse der Projektorlampe 30 in der horizontalen Richtung in einer ersten vorgegebenen Zeit ausgerichtet, d.h., in 0,85 Sekunden in diesem Beispiel, und wird nachfolgend in eine niedrigere Richtung als der Horizontalrichtung ausgerichtet. Dementsprechend wird, wenn der Projektor in einer Winkelposition der Ablenkung niedriger als der maximalen Aufwärtswinkelposition der Ablenkung war, die optische Achse der Projektorlampe 30 in der Horizontalrichtung in einer kürzeren Zeit als der ersten vorgegebenen Zeit ausgerichtet. Die optische Achse wird nachfolgend dann in eine niedrigere Richtung als der Horizontalrichtung ausgerich tet. Es ist selbstverständlich, dass, wenn die optische Achse niedriger als die Horizontalrichtung am Anfang ausgerichtet war, der niedriger ausgerichtete Zustand beibehalten wird, wie er ist.
Wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist und die optische Achse der Projektorlampe somit in einen Zustand gesetzt worden ist, in dem sie niedriger als die Horizontalrichtung (S103) ausgerichtet ist, treibt die Sub-CPU 431 den bürstenlosen Motor 42 in einer Richtung mittels der Motorantriebsschaltung 434 drehend an und dreht die Projektorlampe 30 in Richtung nach innen in der Links-und-Rechts-Richtung von der vorliegenden Position der optischen Achse (S104) aus. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass in der nachfolgenden Beschreibung die Richtung im Uhrzeigersinn positiv gesetzt wird und dass die Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn negativ gesetzt ist. Ein Zählwert X1 wird dann detektiert, wenn die Drehung der Projektorlampe 30 gestoppt worden ist, d.h., wenn der Vorsprung 307, der an der Projektorlampe 30 vorgesehen ist, gegen einen Anschlag 317, der an der Klammer 31 vorgesehen ist, angestoßen ist und die Projektorlampe 30 in eine maximale Winkelposition der Ablenkung θ₁ (ungefähr –5,5° bezüglich der geraden Fahrtrichtung) auf einer Seite (S105) abgelenkt worden ist. Als nächstes wird dann der bürstenlose Motor 42 drehbar in die entgegengesetzte Richtung angetrieben und die Projektorlampe 30 wird in Richtung nach außen von der geraden Fahrtrichtung in der Links-und-Rechts-Richtung (S106) gedreht. Dann wird ein Zählwert X2 detektiert, wenn die Drehung gestoppt worden ist, d.h., wenn der Vorsprung 307 an den Anschlag 317 an der gegenüberliegenden Seite angestoßen ist und die Projektorlampe 30 in eine Position entsprechend einer maximalen Winkelposition der Ablenkung θ₂ (ungefähr +20,5° bezüglich der geraden Fahrtrichtung) an der gegenüberliegenden Seite (S107) abgelenkt worden ist. Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass die Drehrichtung des bürstenlosen Motors 42 in einer Richtung und der entgegengesetzten Richtung in dem vorhergehenden Ablauf bzw. Fluss mit einer relativ hohen, festgelegten Geschwindigkeit bewirkt wird.
Danach wird eine Zentralwinkelposition θ_c bestimmt, die eine Zentralposition bzw. Mittenposition zwischen der maximalen Winkelposition der Ablenkung θ₁ auf einer Seite und der maximalen Winkelposition der Ablenkung θ₂ auf der gegenüberliegenden Seite ist. Nämlich θc = (θ2 + θ1)/2
In der Realität verwendet die Berechnung dieser Mittenwinkelposition θ_c jedoch einen arithmetischen Betrieb unter Verwendung des Zählwerts X1 der Impulssignale zum Zeitpunkt des Anstoßens in der nach innen gerichteten Richtung und des Zählwerts X2 der Impulssignale zum Zeitpunkt des Anstoßens in der entgegengesetzten Richtung (S108). Der Zählwert Xc an der Zentralwinkelposition θ_c wird nämlich ausgedrückt durch: Xc = (X2 + X1)/2
Als nächstes wird unter Verwendung dieser Zentralwinkelposition θ_c eine Winkelposition, die nach innen durch einen vorgegebenen Winkel θ_z von dieser Position ausgerichtet ist, als Referenzwinkelposition θ_o gesetzt, d.h., der Winkelposition in der Geradeausfahrtrichtung.
Nämlich, θo = θc – θz
Bei der tatsächlichen Berechnung wird ein Zählwert Xz entsprechend einem vorgegebenen Winkel θ_z von dem berechneten Zählwert Xc abgezogen, um den Zählwert Xo an der Zentralwinkelposition (S109) bestimmen zu können. Die Referenzwinkelposition Xo wird nämlich als Xo = Xc – Xzausgedrückt.
Danach wird der bürstenlose Motor 42 wieder in eine Richtung von der äußeren Anstoßposition, die beim Schritt S107 erhalten wird, drehbar angetrieben derart, dass das Drehen der Projektorlampe 30 in der nach innen gerichteten Richtung (S110) gestartet wird. Zu dieser Zeit wird die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 schneller gemacht als bis dahin. Zudem wird die Drehung fortgesetzt, bis der Zählwert Xo an der Referenzwinkelposition θ_o, die beim Schritt S109 erhalten wird, erreicht wird, und die Drehung des bürstenlosen Motors 42 wird angehalten, wenn dieser Zählwert Xo erreicht worden ist (S111). Im Ergebnis kann die optische Achse der Projektorlampe 30 auf die Referenzwinkelposition θ_o gesetzt werden, d.h., in die geradeaus fortschreitende Richtung bzw. Fahrtrichtung, wodurch die Initialisierungseinstellung der optischen Achse der Projektorlampe 30 ermöglicht wird.
Wie in 12A gezeigt ist, tritt hier, bei der maximalen Winkelposition der Ablenkung θ1, die die Anstoßposition an einer Seite ist, wenn die Projektorlampe 30 nach innen von der Startposition S gedreht wird, eine Deformation in verschiedenen Teilen des Aktuators 4, der Projektorlampe 30 usw. aufgrund der Belastung auf. Zudem tritt eine Deformation, die eine Temperaturänderung begleitet, aufgrund der Wärmeausdeh nungskoeffizienten der Materialien verschiedener Teile auf. Ein Ablenkwinkel θ_x1 tritt aufgrund dieser Ursachen auf. Ähnlich tritt auch ein Ablenkwinkel θ_x2 bei der maximalen Winkelposition der Ablenkung θ₂ auf, die der Anstoßposition auf der anderen Seite entspricht, wenn die Projektorlampe 30 in die Außenrichtung gedreht wird. Aus diesem Grund werden in Realität die beiden maximalen Winkelpositionen der Ablenkung θ₁ und θ₂ zu θ_1' bzw. θ_2' aufgrund dieser Ablenkwinkel. θ1' = θ1 – θx1 θ2' = θ2 + θx2
Dementsprechend wird, wenn der arithmetische Betrieb von Xc im Schritt S108 unter Verwendung von θ_1' und θ_2' durchgeführt wird, die Zentralwinkelposition θ_c wie folgt:

θ_c = (θ_2' + θ_1')/2
= [(θ₂ + θ_x2) + (θ₁ – θ_x1)/2
= [(θ₂ + θ₁) + (θ_x2 – θ_x1)/2
= (θ₂ + θ₁)/2 + (θx₂ – θ_x1)/2
= θ_c + (θ_x2 – θ_x1)/2
Dementsprechend ist der Wert von (θ_x2 – θ_x1)/2 der Fehler.
Somit werden, da 1/2 der Differenz zwischen dem Ablenkwinkel θ_x2 in der Außenrichtung und des Ablenkwinkels θ_x1 in der Innenrichtung als der Fehler auftritt, Fehler beim Setzen bzw. Einstellen der Zentralwinkelposition θ_c und der Referenzwinkelposition θ_o extrem klein. Insbesondere betreffen in diesem Beispiel der Ablenkwinkel θ_x1 in der Innenrichtung und der Ablenkwinkel θ_x2 in der Außenrichtung jeweils den identischen Aktuator und die identische Projektorlampe. Zudem werden, da die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 42 in der Zwischenzeit fixiert ist, die jeweiligen Ablenkwinkel θ_x1 und θ_x2 im allgemeinen gleich. In diesem Fall ist demzufolge der Fehler, der auf den Ablenkwinkeln θ_x1 und θ_x2 beruht, im wesentlichen Null. Es ist deshalb von Vorteil, dass es möglich ist, eine extrem hohe Einstellgenauigkeit an der Referenzwinkelposition θ_o zu erhalten.
Zur Zeit des Setzens der Referenzwinkelposition der Projektorlampe 30 in der Links-und-Rechts-Richtung wird es deshalb, da das zweiseitige Anstoßsystem angewendet wird, in dem die Projektorlampe 30 sowohl in einer Richtung als auch in der entgegengesetzte Richtung zum Anstoßen gedreht wird, ermöglicht, den Ablenkwinkel zu versetzen, der zum Zeitpunkt jedes Anstoßens auftritt. Die optische Achse der Projektorlampe 30 kann deshalb auf eine Referenzwinkelposition mit hoher Genauigkeit unabhängig von der Ablenkung aufgrund der Belastung in dem Aktuator 4 und der Projektorlampe 30 und einer Änderung in der Ablenkung aufgrund der Temperaturänderung eingestellt bzw. gesetzt werden.
Während die vorstehend beschriebene Initialisierung der optischen Achse der Projektorlampe 30 in der Links-und-Rechts-Richtung ausgeführt wird, hält die Sub-CPU 431 die optische Achse der Projektorlampe 30 an dem maximalen Abwärts-Ablenkwinkel mittels des Niveaueinstellmechanismus 5. Zudem steuert die Sub-CPU 431 den Niveaueinstellmechanismus 5 mittels der Nivellierungsschaltung 6 bei einem vorgegebenen Timing, d.h., zu einem Zeitpunkt einer zweiten vorgegebenen Zeit vor der Vervollständigung des Setzens der Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung, d.h., in diesem Beispiel in 1,9 Sekunden (S112) nach dem Starten der nach unten gerichteten Ablenkung der optischen Achse der Projektorlampe 30 durch den Nivellierungsmechanismus 5, und dreht die Projektorlampe 30 nach oben derart, dass die optische Achse in der Horizontalrichtung (S113) ausgerichtet wird. Wenn die optische Achse in der Horizontalrichtung ausgerichtet ist, wird dementsprechend, da die optische Achse der Projektorlampe 30 bereits in der geradeaus Fahrtrichtung ausgerichtet ist, in der das Licht den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder ähnlichem mit Bezug auf die Links- und Rechts-Richtung nicht blendet, wird der Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs auch dann nicht geblendet, wenn die optische Achse in der Horizontalrichtung eingestellt ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Initialisierung, die auf einen einseitigen Anstoßsystem beruht, zur Zeit des Setzens der Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung der Projektorlampe bewirkt werden kann. Bei der Initialisierung auf der Basis dieses einseitigen Anstoßsystems, wie in dem grundlegenden Diagramm in 12E gezeigt ist, wird deshalb die Gelenklampe, d.h., die Projektorlampe 30 in diesem Beispiel, bis zu ihrem Anschlag bzw. Anstoßen in einer Richtung von der Anfangsposition S aus gedreht, d.h, bis zu der Position θr des maximalen Ablenkwinkels der Links-und-Rechts-Richtung in diesem Beispiel. Zur gleichen Zeit, wenn die Gelenklampe 30 von dieser Anschlag- bzw. Anstoßposition θr in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wird das Zählen der Impulssignale von den Hall-Elementen gestartet und die Drehung wird zu dem Zeitpunkt angehalten, wenn vorgegebene Impulssignale gezählt worden sind. Wenn die Korrelation des Zählwerts der Impulssignale mit Bezug auf den Ablenkwinkel der Projektorlampe 30 im vorhinein bestimmt wird, wird es deshalb ermöglicht, die Projektorlampe 30 von der Anschlagposition θr um einen vorgegebenen Ablenkwinkel θ_z auf der Basis des Zählwerts der Impulssignale zu drehen. Somit wird es ermöglicht, die Projektorlampe 30 auf eine vorgegebene Referenzwinkelposition einzustellen, d.h., in der geraden Fahrtrichtung bzw. der geradeaus fortschreitenden Richtung in diesem Beispiel.
Während der Initialisierung auf der Basis eines solchen einseitigen Anschlagsystems wird jedoch die Position, in der die Projektorlampe in einer Richtung anschlägt, die Winkelposition des Einstellstarts beim Setzen und die Referenzwinkelposition für die Fahrtrichtung geradeaus wird durch Zählen der Impulssignale von dieser Einstellstartposition aus gesetzt. Die Anschlagposition wird deshalb, wenn die Projektorlampe in einer Richtung anstößt, θr' und die Antriebsbewegung dreht um einen Drehwinkel θx aufgrund der Ablenkung zu weit, die an den jeweiligen Abschnitten der Projektorlampe und des Aktuators auftritt. Es besteht damit die Möglichkeit, dass ein Fehler in der Winkelposition des Setzstarts durch diesen Abschnitt auftritt. Zudem, wenn Überlegungen bezüglich der Elastizitätsmodule, der Wärmeausdehnungskoeffizienten usw. der Kunststoffe und Metalle gemacht werden, die in der Gelenklampe und dem Aktuator verwendet werden, da diese Werte sich aufgrund der Temperatur ändern, ändert sich auch der Betrag bzw. der Wert der Ablenkung zum Zeitpunkt des Anstoßens als Folge der Temperaturänderung. Es besteht deshalb die Möglichkeit, dass ein kleiner Fehler in der Winkelposition des Einstell- bzw. Setzstarts auftritt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird zum Zeitpunkt des Setzens der Position der optischen Achse in der Links-und-Rechts-Richtung eine hohe Einstellgenauigkeit bei dem zweiseitigen Anschlagsystem unabhängig von der Temperaturänderung erhalten. In dem einseitigen Anschlagsystem kann jedoch, da der Einstellbetrieb leicht im Vergleich zu dem vorstehenden, zweiseitigen Anschlagsystem bewirkt werden kann, dieses einseitige Anschlagsystem in einer Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug verwendet werden, für das eine hohe Genauigkeit beim Ein stellen der Position der optischen Achse nicht erforderlich ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorbeschriebenen Ausführungsform der Betrieb des Setzens der Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung nach dem Ablaufen einer ersten, vorgegebenen Zeit nachfolgend dem Starten des Betriebs des Setzens der Referenzwinkelposition in der Vertikalrichtung gestartet wird. In dem Fall einer Konfiguration, in der Informationen über den Ablenkwinkel in der Vertikalrichtung der Projektorlampe 30 von dem Niveaueinstellmechanismus 5 der Sub-CPU 431 eingegeben werden, um eine Echtzeiterkennung zu ermöglichen, kann eine Referenzwinkelposition in der Links-und-Rechts-Richtung geschätzt werden und der Betrieb des Drehens der optischen Achse der Projektorlampe 30 nach oben in Richtung der Horizontalrichtung kann in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Schätzung gestartet werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird hier bezüglich des Ablenkwinkels in der Links-und-Rechts-Richtung der Gelenklampe der Ablenkwinkel in der nach innen gerichteten Richtung kleiner gesetzt als der Ablenkwinkel in der nach außen gerichteten Richtung bezüglich der geraden Fahrtrichtung des Automobils. Aus diesem Grund wird die Projektorlampe derart angeordnet, das sie zur Außenseite hin gedreht wird, nachdem sie zur Innenseite hin gedreht worden ist. Im Fall einer Scheinwerfervorrichtung, in der der nach innen gerichtete Ablenkwinkel und der nach außen gerichtete Ablenkwinkel gleich sind, d.h., in dem Fall eines Scheinwerfers, bei dem die Referenzposition auf eine Mitte zwischen dem nach innen und nach außen gerichteten Ablenkwinkeln gesetzt wird, kann jedoch die Reihenfolge der Drehrichtung beliebig sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass bezüglich des Zählens der Impulssignale in dem Aufwärts/Abwärts-Zähler 437 der Sub-CPU 431 das Zählen mit irgendwelchen Impulssignalen P1, P2 und P3 der Hall-Elemente H1, H2 und H3 bewirkt werden kann. Zudem kann, wenn die Periode bzw. die Dauer der Impulssignale von dem Hall-Element sehr kurz ist, das Zählen nach einer Frequenzteilung des Impulssignals bzw. Pulssignals bewirkt werden.
Zudem kann, obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ein Beispiel gezeigt worden ist, bei dem die Projektorlampe, die die Gelenklampe darstellt, in dem Scheinwerfer zum Ändern der optischen Achse der Beleuchtung durch ihre Ablenkung in der Links-und-Rechts-Richtung verwendet wird, die Erfindung auch bei einem Scheinwerfer angewendet werden, bei dem nur der Reflektor dafür angeordnet ist, einem Ablenkbetrieb unterzogen zu werden, oder bei dem ein praktischer Beleuchtungsbereich derart ausgelegt ist, dass er durch Bewirken des Ablenkbetriebs eines Hilfsreflektors geändert werden kann, der unabhängig von einem Hauptreflektor vorgesehen ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Erfindung eine Ablenksteuereinrichtung bereitgestellt, die den Betrieb des Setzens der optischen Achse des Scheinwerfers durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zu einer Zeit bewirkt, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand einer Ausrichtung in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die vertikal ablenkende Einrichtung ist. Während des Setzens der Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf eine Referenzwinkelposition wird der Betrieb des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zu einer Zeit bewirkt, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand einer Ausrichtung in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung ist. Der Betrieb des Setzens der optischen Achse durch die Vertikalablenkeinrichtung wird zudem nach der Vervollständigung des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung vervollständigt. Die Position der optischen Achse des Scheinwerfers wird deshalb in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung ausgerichtet, bis die Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf die Referenzwinkelposition durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung eingestellt worden ist. Nachdem die Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf die Referenzwinkelposition durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung eingestellt worden ist, wird die Position der optischen Achse auf eine Referenzposition gesetzt. Folglich ist es möglich, zu verhindern, dass der Scheinwerfer in Richtung der Seite des entgegenkommenden Fahrzeugs abgelenkt wird, wenn die Position der optischen Achse in der Horizontalrichtung oder in einer Aufwärtsrichtung ausgerichtet ist. Es ist deshalb möglich, das Blenden des Fahrers des entgegenkommenden Fahrzeugs während des Betriebs des Setzens der Position der optischen Achse zu vermeiden, wodurch es ermöglicht wird, eine geeignete Steuerung des AFS sicherzustellen.

Claims

Fahrzeugscheinwerfervorrichtung, die aufweist: eine Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zum Ablenken einer optischen Achse der Beleuchtung eines Scheinwerfers in eine Links-und-Rechts-Richtung in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs; eine vertikal ablenkende Einrichtung zum Ablenken der optischen Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in eine vertikale Richtung; und eine Ablenksteuereinrichtung zum Bewirken des Betriebs des Setzens der optischen Achse des Scheinwerfers durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zu einer Zeit, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand ist, in dem sie in einer niedrigeren Richtung als der horizontalen Richtung durch die vertikal ablenkende Einrichtung ausgerichtet ist.
Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 1, worin die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung einen Antriebsmotor enthält, der den Scheinwerfer in die Links-und-Rechts-Richtung antreibt, und worin die Ablenksteuereinrichtung ein Erfassungselement, das Impulssignale in Antwort auf die Drehung des Antriebsmotors ausgibt, und einen Aufwärts/Abwärts-Zähler enthält, der die Anzahl der Impulse zählt.
Fahrzeugscheinwerfervorrichtung nach Anspruch 2, worin die Ablenksteuereinrichtung die optische Achse des Scheinwerfers auf der Basis eines Drehbereichs setzt, der aus einem ersten Zählwert des Aufwärts/Abwärtszählers, wenn der Antriebsmotor in eine Richtung gedreht wird, und aus einem zweiten Zählwert des Aufwärts/Abwärtszählers erhalten wird, wenn in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.
Verfahren zum Setzen einer Position einer optischen Achse einer Fahrzeugscheinwerfervorrichtung, die eine Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zum Ablenken einer optischen Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einer Links-und-Rechts-Richtung in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs und eine Vertikalablenkeinrichtung zum Ablenken der optischen Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einer Vertikalrichtung aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bewirken des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung zu einer Zeit, wenn die optische Achse der Beleuchtung des Scheinwerfers in einem Zustand ist, in dem sie in einer niedrigeren Richtung als der Horizontalrichtung durch die Vertikalablenkeinrichtung zu der Zeit des Setzens der Position der optischen Achse des Scheinwerfers auf eine Referenzwinkelposition ausgerichtet ist; und Vervollständigen des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Vertikalablenkeinrichtung nach dem Vervollständigen des Betriebs des Setzens der optischen Achse durch die Links-Rechts-Ablenkeinrichtung.
Verfahren zum Setzen einer Position einer optischen Achse gemäß Anspruch 4, worin nach dem Starten des Betriebs der Vertikalablenkeinrichtung der Betrieb der Links-Rechts-Ablenkeinrichtung gestartet wird, nachdem eine erste vorgegebene Zeit abgelaufen ist.
Verfahren zum Setzen einer Position einer optischen Achse gemäß Anspruch 4, worin nach dem Starten des Ablenkbetriebs der Vertikalablenkeinrichtung in einer nach unten gerichteten Art und Weise der Ablenkbetrieb der Vertikalablenkeinrichtung in einer nach oben gerichteten Art und Weise gestartet wird, nachdem eine zweite vorgegebene Zeit abgelaufen ist.
Verfahren zum Setzen einer Position einer optischen Achse gemäß Anspruch 5, worin nach dem Starten des Ablenkbetriebs der Vertikalablenkeinrichtung in einer nach unten gerichteten Art und Weise der Ablenkbetrieb der Vertikalablenkeinrichtung in einer nach oben gerichteten Art und Weise nach dem Ablauf einer zweiten vorgegebenen Zeit gestartet wird.